[Articulo].: Nuevas tecnolofias de acceso a Disco -Serial ATA-

Nuevas tecnologías de acceso a Disco -Serial ATA-

INTRODUCCIÓN
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El almacenamiento masivo de datos en los grandes servidores y corporaciones, ha sido el dominio de la tecnología SCSI. En las ultimas dos décadas, esta tecnología ha sido la solución para las corporaciones y centros de cálculo con requerimientos de datos de muy alta disponibilidad.

La tecnología ATA, por otra parte, ha sido el dominio de los equipos de sobremesa. Han existido varios intentos de los fabricantes de mover la tecnología ATA a los servidores y a los entornos empresariales, pero esto no ha cuajado debido a falta de características hardware específicas en los discos ATA y sus controladores.

En la actualidad, está surgiendo una nueva tecnología que tiene el potencial de romper esta larga bipolaridad. La nueva tecnología es la SATA (Serial ATA), la cual es una mezcla de las tecnologías de los discos ATA y las tecnologías de las comunicaciones serie. Esto aparentemente se ve como muy simple y al ser tan extremadamente simple no parece que sea una verdadera revolución en el almacenamiento de datos. La respuesta a esta pregunta necesita mirar un poco más con profundidad las actuales tecnologías y sus ventajas e inconvenientes.

ATA versus SCSI
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Los discos y controladores SCSI fueron desarrollados para servidores, 24x7, en sistemas de alta disponibilidad. Se soportan largas longitudes de cable para poder conectar dispositivos externos. La tecnología SCSI también incorpora un número de alto nivel para poder dar rendimiento y escalabilidad en servidores multiusuario, multi-threading (multi-hilo) para maximizar la transferencia de datos entre la memoria y el controlador y maximizar la eficiencia de las cabezas en su desplazamiento en el disco. (Son controladores inteligentes con capacidad para mezclar y cambiar la secuencia de instrucciones recibidas de la maquina anfitrión, al objeto de mejorar el rendimiento garantizando la integridad de datos).

El cable de interconexión soporta hasta 15 dispositivos por canal SCSI, haciendo de esta manera que la tecnología SCSI sea una plataforma excelente para sistemas de almacenamiento masivo.

La tecnología ATA, en el otro frente, fue desarrollada y optimizada para sistemas de escritorio. Debido a que los sistemas de escritorio, típicamente no funcionan las 24 horas 7 días a la semana, y generalmente no reciben un uso "duro" en acceso a datos, los componentes usados para la construcción de sistemas ATA no es tan robusta como la SCSI. Sin embargo, la "sensibilidad" de los usuarios potenciales en estos sistemas ha provocado que las técnicas de ingeniería y la fabricación de estos componentes haya ido mejorando a lo largo de los años por la simple de razón de una mala imagen en un producto o determinada marca por posible perdida de datos.

El protocolo ATA es mucho más simple que el SCSI, habiendo sido diseñado para sistemas operativos monousuario y monoproceso y por ello no tiene algunas de las características de alto nivel de la tecnología SCSI.

Finalmente, el cable ATA es muy corto: sólo 18 pulgadas, y soporta solo dos dispositivos por cable lo que le hace totalmente inadecuado para sistemas extensos de almacenamiento.

En este punto, la tecnología RAID empieza a jugar un importante papel en sistemas de almacenamiento. Originalmente "inventada" para asegurar disponibilidad de datos incluso en el caso de un fallo catastrófico de un disco, RAID se ha vuelto un estándar para hacer subsistemas de almacenamiento en centros de datos en los cuales la disponibilidad 24x7 es un requerimiento imprescindible. La tecnología RAID crea un sistema de datos redundantes en el cual la perdida de un disco completo no impacta en la disponibilidad de los datos.

Revisemos este ultimo punto: un sistema RAID usando discos ATA aparece como una solución obvia para alta capacidad de almacenamiento -los discos son baratos y rápidos y la tecnología RAID "oculta" los fallos de los discos-

Hay dos factores en contra de la tecnología ATA RAID enfrente de la SCSI:

- La limitación a 18 pulgadas del cable hace muy dificultoso usar grandes bancos de alta capacidad de almacenamiento: el limite de dos discos por cable hace muy duro esto, por lo que muchos controladores limitan un razonable rendimiento con un máximo de 4 discos.
- Y además los discos SCSI y sus controladores, tienen características que los discos ATA no poseen, permitiendo incrementar su rendimiento. Hasta hace muy poco, los ATA RAID estaban pobremente implementados dando además una experiencia negativa a quien los usaba y estableciendo una reputación de no fiabilidad en dichos sistemas.

Recientemente la calidad y conjunto de características que ofrecen los ATA RAID por varios fabricantes ha dado la vuelta a las percepciones que tenía el mercado en estos dos últimos años. Algunos fabricantes de ATA RAID ofrecen ahora el modelo de dispositivos SCSI para obtener los beneficios de este ultimo en la transferencia de datos, y los controladores ATA RAID ya ofrecen características como "Dynamic Sector Repair", "Command Re-ordering", "Command Read-Back" y "Media Scan" para dar a estos RAID las características que les faltaban frente a los RADI SCSI.

Estos nuevos controladores eliminan virtualmente las diferencias entre SCSI y ATA en cuanto a rendimiento, prestaciones y fiabilidad.

El beneficio es obvio: con un sistema RAID usando discos ATA el sistema de archivos posee la interface de un dispositivo SCSI, y por tanto tiene los beneficios de un sistema RAID SCSI pero a un coste mucho menor.

Serial-ATA

SATA (Serial-ATA) mezcla las tecnologías de señal serie con los discos ATA. Esto es importante debido a que soluciona un número importante de problemas que afectan al uso de almacenamiento ATA en sistemas realmente grandes, o cuando las necesidades de almacenamiento son muy altas. El cable es estrecho y flexible por lo que no afecta a los sistemas de ventilación pudiendo llegar hasta el tamaño de 1 metro por lo que los discos pueden ya estar alojados fuera del servidor.

Este cable usa tecnología de señal de bajo-voltaje (low-voltage) lo cual permite un mayor ancho de banda sin usar componentes caros y adicionales. Esta tecnología también elimina el requerimiento de tener que usar +5V en las actuales fuentes de alimentación cuyo único sentido era proporcionar este voltaje a los discos.

Además, podemos añadir a lo beneficios anteriores que SATA tiene la característica de evitar autobloqueos; en primer lugar, la conexión entre el disco y el controlador es una conexión punto a punto en lugar de una conexión bus. Para cada disco existe un único cable dedicado que lo conecta al controlador. Esto va a cambiar la manera de configurar y desarrollar debido a que una topología de conexión punto a punto permite el uso de controladores que pueden extraer mucho más rendimiento a los discos ATA. ¿Por qué? Pues precisamente porque este tipo de arquitectura permite acceso concurrente a todos los discos, lo cual no es posible en una arquitectura de bus.


Jose Manuel Tella Llop
MS MVP - DTS


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